skkn một số bài tập về THẤU KÍNH

Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính
Đề mục Trang
MỤC LỤC
PHẦN I: MỞ ĐẦU
3
PHẦN II. NỘI DUNG 5
I, LÝ THUYẾT: 5
II, CÁC DẠNG BÀI TẬP 11
DẠNG 1: TOÁN VẼ
11
DẠNG 2:CÁC LOẠI BÀI TẬP CÓ TÍNH TOÁN
THƯỜNG GẶP VỀ THẤU KÍNH
21
I) CÁC VÍ DỤ VỀ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ẢNH VÀ VẬT
23
II)CÁC VÍ DỤ VỀ DI CHUYỂN VẬT, THẤU KÍNH
HOẶC MÀN
28
III)CÁC VÍ DỤ VỀ ẢNH CỦA HAI VẬT ĐỐI MỘT
THẤU KÍNH HOẶC ẢNH CỦA MỘT VẬT ĐẶT GIỮA
HAI THẤU KÍNH
41
IV) CÁC VÍ DỤ VỀ THẤU KÍNH
VỚI MÀN CHẮN SÁNG
46
V, BÀI TẬP TỔNG HỢP XÁC ĐỊNH TIÊU CỰ CỦA
THẤU KÍNH
50
KẾT QUẢ THỰC HIỆN CHUYÊN ĐỀ
52
BÀI HỌC KINH NGHIỆM

53
PHẦN III: KẾT LUẬN
54
TÀI LIỆU THAM KHẢO
55
`
Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc
1
Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Giáo dục: GD
Học sinh: HS
Trung học cơ sở: THCS
Trung học phổ thông: THPT
Học sinh giỏi: HSG
Nhà xuất bản: NXB
Thấu kính hội tụ: TKHT
Thấu kính phân kì: TKPK

Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc
2
Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính
PHẦN I : MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của chuyên đề
Nâng cao chất lượng dạy học nói chung và chất lượng dạy học vật lí nói
riêng là nhiệm vụ cấp bách hiện nay của các trường phổ thông. Trong dạy học
vật lí có thể nâng cao chất lượng dạy học và phát triển năng lực nhận thức của
học sinh bằng nhiều biện pháp và nhiều phương pháp khác nhau, mỗi phương
pháp đều có những ưu điểm riêng, nên đòi hỏi mỗi chúng ta phải biết lựa chọn,
phối hợp các phương pháp một cách thích hợp để chúng bổ sung cho nhau nhằm

giúp học sinh phát huy tối đa khả năng tư duy độc lập, tư duy logic và tư duy
sáng tạo của mình.
Bài tập vật lí là một biện pháp quan trọng để thực hiện nhiệm vụ đó. Bài
tập vật lí giúp học sinh đào sâu và mở rộng kiến thức một cách sinh động, phong
phú, giúp cho giáo viên củng cố và hệ thống hóa kiến thức một cách thuận lợi,
rèn luyện được nhiều kĩ năng cần thiết về vật lí góp phần vào việc giáo dục kĩ
thuật tổng hợp cho học sinh.
Bài tập vật lí giúp cho học sinh phát triển năng lực nhận thức, rèn trí
thông minh. Một bài tập có nhiều cách giải, ngoài cách giải thông thường, quen
thuộc còn có cách giải độc đáo, thông minh, sáng tạo, ngắn gọn và chính xác.
Việc đề xuất một bài tập có nhiều cách giải, yêu cầu học sinh tìm được lời giải
hay, ngắn gọn, nhanh trên cơ sở các phương pháp giải toán, các qui luật chung
của vật lí cũng là một biện pháp có hiệu quả nhằm phát triển tư duy và trí thông
minh cho học sinh.
Xuất phát từ nhiệm vụ năm học do Phòng giáo dục - Đào tạo và Trường
THCS Yên Lạc đề ra, với mục tiêu: “Nâng cao số lượng và chất lượng ở các đội
tuyển HSG các cấp, đặc biệt là HSG cấp tỉnh”.
Qua nhiều năm giảng dạy ở trường THCS và tìm hiểu đề thi HSG các
năm gần đây, tôi nhận thấy số lượng các bài tập về thấu kính trong các đề thi
HSG và đề thi vào các trường THPT chuyên chiếm một tỉ lệ tương đối cao trong
chương trình THCS và trong các đề thi học sinh giỏi các cấp.
Từ thực tế trên tôi đã chọn chuyên đề “MỘT SỐ BÀI TẬP VỀ THẤU
KÍNH” nhằm giúp các em học sinh có kinh nghiệm trong giải toán vật lí , các
em hệ thống hóa được các kiến thức. Giúp các em có phương pháp giải các dạng
bài tập về thấu kính và có hứng thú, say mê trong học tập vật lí, đặc biệt ở
THCS nói riêng.
Việc biên soạn chuyên đề trên nhằm đáp ứng nguyện vọng trên của các
em học sinh muốn ôn tập, luyện tập, chuẩn bị cho kì thi học sinh giỏi các cấp và
kì thi tuyển sinh vào các trường THPT chuyên.
Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc

3
Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính
II. Mục đích nghiên cứu.
- Xây dựng hệ thống bài tập và phương pháp giải đặc trưng cho các bài
tập về thấu kính.
- Cung cấp cho học sinh một số kỹ năng đánh giá nhận dạng các bài tập
đặc trưng.
- Chuẩn bị tốt kiến thức cho bản thân, đặc biệt là vận dụng các kiến thức
đó vào công tác giảng dạy góp phần nâng cao hiệu quả giảng dạy.
III. Đối tượng nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu các kiến thức vật lí cơ bản và nâng cao về thấu
kính, từ đó áp dụng vào việc giải và xây dựng hệ thống bài phục vụ cho việc
nâng cao kiến thức.
IV. Phạm vi nghiên cứu.
Chương trình vật lí THCS hiện hành.
V. Phương pháp nghiên cứu.
- Nghiên cứu các tài liệu chuyên ngành liên quan tới các phạm vi kiến
thức liên quan.
- So sánh, đối chiếu các phương pháp giải một bài tập và chọn lựa phương
pháp giải tối ưu.
- Hệ thống hóa bài tập thành các chủ đề từ dễ tới khó.
- Học hỏi kinh nghiệm của đồng nghiệp, đặc biệt là qua tổng kết đánh giá
kết quả học tập của học sinh.
- Tham gia các lớp tập huấn nhằm nâng cao nghiệp vụ do các chuyên gia
đầu ngành giảng dạy.
- Tự bồi dưỡng, trau dồi thường xuyên và rút ra những bài học kinh
nghiệm trong quá trình giảng dạy, kiểm tra, đánh giá học sinh.
VI. Đóng góp của chuyên đề.
Chuyên đề góp phần cung cấp thêm tài liệu giúp các em học sinh có tài
liệu tham khảo và củng cố kiến thức.

Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc
4
Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính
PHẦN II. NỘI DUNG
CHUYÊN ĐỀ: MỘT SỐ BÀI TẬP VỀ THẤU KÍNH
I, LÝ THUYẾT:
1. CÁC ĐỊNH NGHĨA:
a) Thấu kính: Là một môi trường trong suốt
đồng chất được giới hạn bởi hai mặt cầu,
hoặc một mặt cầu và một mặt phẳng.
b) Phân loại thấu kính: Có hai loại thấu kính:
b.1: Thấu kính có phần rìa mỏng hơn phần
giữa là thấu kính hội tụ.
Khi chiếu chùm ánh sáng song song qua thấu kính
này thì cho chùm tia ló hội tụ tại một điểm.
b.2: Thấu kính có phần rìa dày hơn phần giữa là thấu kính phân kì.
Khi chiếu chùm ánh sáng song song qua thấu kính này thì cho chùm tia ló loe
rộng ra.
c) Trục chính:
Đường thẳng đi qua tâm của hai mặt cầu giới hạn thấu kính hoặc một mặt
cầu và vuông góc với mặt phẳng giới hạn thấu kính gọi là trục chính của thấu
kính.
d) Quang tâm: Để thu được ảnh rõ nét qua thấu kính thì thấu kính phải rất
mỏng, coi như trục chính chỉ cắt thấu kính tại một điểm O gọi là quang tâm
của thấu kính.
e) Trục phụ: Tất cả các đường thẳng đi qua quang tâm O mà không phải trục
chính thì đều được gọi là trục phụ của thấu kính.
f) Tiêu điểm chính: Một chùm tia tới song song với trục chính của thấu kính
cho chùm tia ló cắt nhau hoặc có đường kéo dài cắt nhau tại điểm F nằm trên
trục chính điểm đó gọi là tiêu điểm chính của thấu kính. Mỗi thấu kính có hai

tiêu điểm chính F và F’ nằm trên trục chính và đối xứng nhau qua thấu kính.
g) Tiêu điểm phụ: Tất cả các tiêu điểm chính và tiêu điểm phụ tạo thành một
mặt phẳng tiêu diện vuông góc với trục chính tại tiêu điểm chính.
* Chú ý:
+ Khi tiêu điểm ở trên tia tới hay phần kéo dài của tia tới thì gọi là tiêu điểm
vật.
+ Khi tiêu điểm ở trên tia ló hay phần kéo dài của tia ló thì gọi là tiêu điểm
ảnh.
h) Với thấu kính hội tụ thì tiêu điểm nằm bên tia tới là tiêu điểm vật còn tiêu
điểm nằm bên tia ló là tiêu điểm ảnh. Ngược lại với thấu kính phân kì thì tiêu
điểm ảnh nằm bên tia tới.
Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc
5
Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính
i) Điểm vật và điêm ảnh (2’)
* Điểm vật: là giao của các tia sáng tới.
Có hai loại :
+ Điểm vật tạo ra chùm sáng phân kì tới thấu kính là điểm vật thật (là giao của
các tia sáng tới có thật)
+ Điểm vật tạo ra chùm sáng hội tụ tới thấu kính là điểm vật ảo (là giao của các
tia sáng tới do kéo dài gặp nhau).
* Điểm ảnh là giao của các tia ló
Có hai loại :
+ Điểm ảnh của chùm tia ló hội tụ là điểm ảnh thật (là giao của các tia ló có thật)
+ Điểm ảnh của chùm tia ló phân kì là điểm ảnh ảo (là giao của các tia ló do kéo
dài gặp nhau).
2. ĐƯỜNG ĐI CỦA CÁC TIA SÁNG
a) Tất cả các tia sáng song song với trục nào thì tia ló đi qua hoặc có
đường kéo dài đi qua tiêu điểm nằm trên trục đó.
Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc

6
O
F
/
F
F
O
F
/
Mặt phẳng
tiêu diện
Mặt phẳng
tiêu diện
Ảnh thật
F’
O
F
S
F’
O
F
S
Ảnh ảo
Vật ảo
Vật thật
F’
O
F
S
F’

O
F
S
Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính
* Đường truyền của tia sáng có tính chất thụân nghịch
b) Tia sáng đi qua hoặc có đường kéo dài đi qua tiêu điểm chính, phụ thì
tia ló song song với trục chính, phụ tương ứng.
Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc
7
I
Tia sáng song song
với trục phụ
S
F
/
F
1
F
1
’
F
’
O
F
S
F
/
S
O
I

I
Tia sáng song song
với trục phụ
F
/
F
/
O
I
F
/
I
S
O
F
/
Tia sáng song song
với trục chính
S
F
F
/
O
F
I
S
O
F
/
Với tiêu điểm chính

Với tiêu điểm phụ
F
1
’
F
’
O
F
S
I
O
F
/
F
1
F
/
S
I
Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính
c) Tia sáng tới qua quang tâm cho tia ló truyền thẳng.
d) Ba tia sáng đặc biệt qua thấu kính:
- Tia sáng song song với trục chính cho tia ló đi qua hoặc có đường kéo
dài đi qua tiêu điểm chính.
- Tia sáng đi qua hoặc có đường kéo dài đi qua tiêu điểm chính thì tia ló
song song với trục chính.
- Tia sáng đi qua quang tâm cho tia ló truyền thẳng.
e) Đường truyền của tia tới bất kì qua thấu kính.
Một tia tới bất kì có thể coi như:
+ Song song với trục phụ, tia ló đi qua hay có phần kéo dài đi qua tiêu

điểm phụ trên trục phụ đó.
+ Đi qua hoặc hướng tới tiêu điểm phụ, tia ló sẽ song song với trục phụ
tương ứng.
* Từ tính chất trên ta có thể suy ra nếu biết tia tới ta có thể vẽ được tia ló
và ngược lại.
3. CÁCH VẼ ẢNH CHO BỞI THẤU KÍNH (4’)
a). Cách vẽ ảnh của một điểm vật S đứng trước thấu kính
a.1: Vẽ ảnh của một điểm vật S không thuộc trục chính
Ta sử dụng hai trong ba tia sáng đặc biệt xuất phát từ S hay có phần kéo dài
qua S tới thấu kính và vẽ hai tia ló tương ứng, thì giao của hai tia ló có thật
thì ta có ảnh thật S
’
hoặc giao của hai tia ló do kéo dài gặp nhau ta có ảnh ảo
S
’
của S.
Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc
8
F
’
O
F
S
S
F
F
’
O
F
’

S’
O
I
F
S
S’
S
I
F
F
’
O
S: Vật thật
S’: Ảnh thật
S: Vật thật
S’: Ảnh ảo
Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính
a.2: Vẽ ảnh của một điểm vật S nằm trên trục chính:
Ta sử dụng tia tới thứ nhất là tia sáng SO trùng với trục chính tia này truyền
thẳng
Tia thứ hai là tia SI bất kỳ tới thấu kính và vẽ tia ló tương ứng thì giao của tia ló
này với trục chính có thật hoặc kéo dài gặp nhau là ảnh S
’
của S.


b). Vẽ ảnh của một vật AB
b.1: Vẽ ảnh của một vật sáng AB vuông góc với trục chính tại A.
Nhận xét:
A ở trên trục chính nên ảnh của A là A’ ở trên trục chính. Do AB là đoạn thẳng

vuông góc với trục chính thì A’B’ cũng là một đoạn thẳng vuông góc với trục
chính tại A’. Do đó muốn vẽ ảnh của AB ta sử dụng hai trong ba tia sáng đặc
biệt để vẽ ảnh B
’
của B qua thấu kính, rồi từ B
’
ta hạ đường thẳng vuông góc với
trục chính cắt trục chính tại A’ là ảnh của A. Và A’B’ là ảnh của AB. Đường nối
A’B’ là nét liền nếu A’B’ là ảnh thật; là nét đứt nếu A’B’ là ảnh ảo.
b.2: Kết quả
Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc
9
F
’
A’
B’
O
I
F
A
B
A
B
A’
B’
I
O
F
F
1

’
F
’
O
F
I
S
S’
S’
S
F
/
F
1
F
/
O
I
F’
O
I
F
S
S’
S
I
F
F’
O
S’

S: Vật ảo
S’: Ảnh thật
S: Vật ảo
S’: Ảnh thật
S: Vật thật
S’: Ảnh thật
S: Vật thật
S’: Ảnh ảo
: Vật thật - Ảnh thật : Vật thật - Ảnh ảo
Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính
b.3: Nhận xét.
b.3.1: Với thấu kính hội tụ ta có 4 trường hợp.
a) Vật thật ở ngoài OF cho ảnh thật ngược chiều với vật.
b) Vật thật ở trong OF cho ảnh ảo cùng chiều và lớn hơn vật.
c) Vật ảo luôn cho ảnh thật cùng chiều và nhỏ hơn vật.
d) Vật ở vô cực cho ảnh thật tại mặt phẳng tiêu diện. Độ lớn A’B’ = f.α
(α là góc nhìn vật ở ∞)
⇒ Như vậy thấu kính hội tụ chỉ cho ảnh ảo cùng chiều và lớn hơn vật khi
và chỉ khi vật thật nằm trong khoảng OF
b.3.2: Với thấu kính phân kì ta có 3 trường hợp.
a) Vật thật luôn cho ảnh ảo cùng chiều, nhỏ hơn vật và nằm trong khoảng
OF.
b) Vật ảo ở ngoài OF cho ảnh ảo ngược chiều với vật.
c) Vật ảo ở trong OF cho ảnh thật lớn hơn và cùng chiều với vật.
⇒
Như vậy thấu kính phân kì chỉ cho anh thật cùng chiều và lớn hơn vật
khi và chỉ khi vật ảo nằm trong khoảng OF .
b.4: Vẽ ảnh của một vật AB bất kì trước thấu kính.
Ta sử dụng hai trong ba tia sáng đặc biệt để vẽ ảnh B
’

của B và A’ của A qua
thấu kính, thì A’B’ là ảnh của AB. Đường nối A’B’ là nét liền nếu A’; B’ là
ảnh thật; là nét đứt nếu A’; B’ là ảnh ảo.
Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc
10
F’
O
I
F
B
B’
A’A
F
F
’
O
B
A
B’
A’
: Vật ảo - Ảnh ảo
: Vật ảo - Ảnh thật
B’
B
I
F
F’
O
A’
A

: Vật ảo - Ảnh thật
y
F
I
B
A
O
F’
x
: Vật thật - Ảnh ảo
A’
B’
Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính
II CÁC DẠNG BÀI TẬP
DẠNG 1: TOÁN VẼ
1) Dấu hiệu nhận biết loại bài toán này:
Là thông thường bài toán chưa cho biết vị trí thấu kính, tiêu tiêu điểm
chính, ma chỉ cho trục chính, vật, ảnh hoặc các yếu tố khác yêu cầu bằng
phép vẽ hãy xác định vị trí quang tâm O, thấu kính, tiêu điểm chính…
2)Phương pháp giải
- Phải nắm vững đường đi của các tia sáng qua thấu kính hội tụ, phân kì, tính
chất của vật và ảnh rồi dùng phép vẽ (dựng hình) để xác định quang tâm O,
tiêu điểm F, F’; loại thấu kính…
* Phải lưu ý.
- Mọi tia sáng tới đều có phương đi qua vật, mọi tia ló đều có phương đi qua
ảnh, tia đi qua quang tâm truyền thẳng.
- Quang tâm vừa nằm trên trục chính, vừa nằm trên đường thẳng nối vật và
ảnh vậy nó là giao của đường thẳng nối vật, ảnh với trục chính
- Thấu kính vuông góc với trục chính tại quang tâm O.
- Tiêu điểm chính F là giao của đường thẳng nối giữa điểm tới của tia sáng

song song với trục chính với ảnh và trục chính; tiêu điểm chính thứ hai ta lấy
F’ đối xứng với F qua thấu kính.
- Nếu trong bài toán vẽ mà đã chỉ rõ vật là vật sáng hoặc là vật thật thì ta tiến
hành vẽ bình thường, nhưng trong trường hợp bài toán chỉ cho biết đó là vật
chung chung thì ta phải xét hai trường hợp của bài toán là vật thật và vật ảo.
- Ảnh và vật mà cùng nằm về một phía so với trục chính thì ảnh và vật khác
tính chất (vật thật, ảnh ảo hoặc vật ảo, ảnh thật).
Nếu ảnh nhỏ hơn vật hoặc gần trục chính hơn so với vật thì đó là ảnh ảo của
thấu kính phân kì
Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc
11
F
’
O
I
F
B
A
B’
A’
B
I
F
F
’
O
A
B’
A’
: Vật thật - Ảnh thật : Vật thật - Ảnh ảo

Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính
Nếu ảnh lớn hơn vật hoặc xa trục chính hơn so với vật thì đó là ảnh ảo của
thấu kính hội tụ.
Ảnh và vật mà nằm khác phía so với trục chính thì ảnh là ảnh thật của thấu
kính hội tụ hoặc vật ảo ngoài khoảng OF - ảnh ảo của thấu kính phân kì
- Hướng truyền của tia ló gần trục chính hơn hướng truyền của tia tới thì là
đường truyền của tia sáng qua thấu kính hội tụ.
- Hướng truyền của tia ló xa trục chính hơn hướng truyền của tia tới thì là
đường truyền của tia sáng qua thấu kính phân kì.
3)Các ví dụ minh hoạ
3.1: Ví dụ 1:(Bài 3.21 Sách 500 bài tập vật lí THCS)
Trong các hình vẽ sau xy là trục chínhcủa thấu kính, S là điểm sáng, S’ là
ảnh. Với mỗi trường hợp hãy xác định:
a. Quang tâm, tiêu điểm bằng phép vẽ
b. Loại thấu kính, tính chất của ảnh S’
Hướng dẫn giải:
Giả sử quang tâm O, tiêu điểm F và F’, thấu kính L được xác định như hình vẽ.
*Cơ sở lí luận:
Vì mọi tia sáng tới đều đi qua vật, tia ló có phương đi qua ảnh, tia tới qua
quang tâm truyền thẳng. Vậy S, O, S’ thẳng hàng và O nằm trên trục chính nên
O là giao điểm của SS’ với xy.
Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc
12
I
L

x
F
F
S *

y
S’ *
O
I
L

x
F
F
S *
y
S’ *
O
I
L

x
F
F
* S
y
S’ *
O
Hình a Hình b Hình c
y
x
S *
y
x
S’ *

S *
y x
S’ *
S *
Hình a
Hình b Hình c
S’ *
Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính
Do tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm chính mà tia ló
lại có phương đi qua ảnh nên S’, I, F thẳng hàng. Vậy F là giao điểm của IS’ với
xy
Do F và F’ đối xứng nhau qua thấu kính nên ta lấy F’ đối xứng với F qua thấu
kính.
* Cách dựng
Nối SS’ cắt xy tại O thì O là quang tâm của thấu kính.
Qua O ta dựng đoạn thẳng L vuông góc với xy thì L là thấu kính
Từ S kẻ SI song song với xy, nối IS’ cắt xy tại F
Lấy F’ đối xứng với F qua thấu kính.
b, Căn cứ hình vẽ ta thấy
Với hình a : Do S, S’ ở cùng một phía so với xy và ảnh xa trục chính hơn so với
vật nên là trường hợp vật thật cho ảnh ảo của thấu kính hội tụ.
Với hình b : Do S, S’ ở khác phía so với xy nên là trường hợp vật thật cho ảnh
ảo của thấu kính hội tụ.
Với hình c : Do S, S’ ở cùng một phía so với xy và ảnh gần trục chính hơn so
với vật nên là trường hợp vật thật cho ảnh ảo của thấu kính phân kì.
3.2:Ví dụ 2:(Bài 3.22 Sách 500 bài tập vật lí THCS)
Trong các hình vẽ sau xy là trục chínhcủa thấu kính, AB là vật, A’B’ là ảnh.
Với mỗi trường hợp hãy xác định:
a. Quang tâm, tiêu điểm bằng phép vẽ. Nêu cách vẽ
b. Xác định loại thấu kính, tính chất của ảnh (thật hay ảo)

Hướng dẫn giải:
Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc
13
Hình a Hình b Hình c
B
A
B’
A’
B’
A’
x
B
A
y
x

y
x
y
B’
A’
B
A
B
/
y
F’
O
I
F

A
B
x
Hình a
y
F
I
B
A
B
/
O
F’
x
Hình b
F’
A
B
A
’
I
O
F
x
y
Hình c
A’
B
/
Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính

Giả sử quang tâm O, tiêu điểm F và F’, thấu kính L được xác định như hình vẽ.
*Cơ sở lí luận:
Vì mọi tia sáng tới đều đi qua vật, tia ló có phương đi qua ảnh, tia tới qua
quang tâm truyền thẳng. Vậy B, O, B’ thẳng hàng và O nằm trên trục chính nên
O là giao điểm của BB’ với xy.
Do tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm chính mà tia ló
lại có phương đi qua ảnh nên B’, I, F thẳng hàng. Vậy F là giao điểm của IB’ với
xy
Do F và F’ đối xứng nhau qua thấu kính nên ta lấy F’ đối xứng với F qua thấu
kính.
* Cách dựng
Nối BB’ cắt xy tại O thì O là quang tâm của thấu kính.
Qua O ta dựng đoạn thẳng L vuông góc với xy thì L là thấu kính
Từ B kẻ BI song song với xy, nối IB’ cắt xy tại F
Lấy F’ đối xứng với F qua thấu kính.
b, Căn cứ hình vẽ ta thấy
Với hình a : Do AB,A’B’ ở khác phía so với xy nên là trường hợp vật thật cho
ảnh thật của thấu kính hội tụ.
Do , S’ ở cùng một phía so với xy và ảnh xa trục chính hơn so với vật nên là
trường hợp vật thật cho ảnh ảo của thấu kính hội tụ.
Với hình b : : Do AB,A’B’ ở cùng một phía so với xy và ảnh A’B’ lớn hơn vật
nên là trường hợp vật thật cho ảnh ảo của thấu kính hội tụ.
Với hình c : Do AB, A’B’ ở cùng một phía so với xy và ảnh A’B’nhỏ hơn vật
nên là trường hợp vật thật cho ảnh ảo của thấu kính phân kì.
3.3: Ví dụ 3:(Trích bài 3.23 Sách 500 bài tập vật lí THCS)
Cho A’B’ là ảnh thật của vật thật AB qua thấu kính.
Dùng phép vẽ hãy:
a) Xác định quang tâm, dựng thấu kính và trục chính, Xác định tiêu
điểm .
b) Cho xy là trục chính của thấu kính. Cho đường

đi của tia sáng (1)qua thấu kính. Hãy trình bày
cách vẽ đường đi tiếp của tia sáng (2).
Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc
14
A
B
A
’
B
’
(1)
()
(2)
O
x
y
Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính
Hướng dẫn giải:
a) Giả sử ta xác định được quang tâm, dựng được thấu kính
Trục chính, và tiêu điểm của thấu kính như hình vẽ
* Cơ sở lí thuyết
Do tia tới đi qua vật, tia ló đi qua ảnh, tia tới đi
qua quang tâm truyền thẳng. Vậy A, O, A’ thẳng
hàng, B,O,B’ thẳng hàng nên O là giao của
AA’ và BB’. Một tia sáng tới dọc theo AB
(tức là đi qua cả A và B) thì cho tia ló truyền
dọc theo ảnh A’B’ (tức là đi qua cả ảnh A’ và B’).
Vậy kéo dài AB và A’B’ cắt nhau tại K là một điểm tới trên thấu kính
Nối KO ta xác định được vị trí của thấu kính (L). Qua O kẻ đoạn thẳng vuông
góc với thấu kính ta xác định được trục chính (xy).

Do tia tới song song với trục chính cho tia ló đi qua tiêu điểm chính mà tia ló
lại có phương đi qua ảnh nên B’, I, F thẳng hàng. Vậy F là giao điểm của IB’ với
xy
Do F và F’ đối xứng nhau qua thấu kính nên ta lấy F’ đối xứng với F
qua thấu kính.
* Cách dựng
+ Kéo dài AB và A’B’ cắt nhau tại K.
+ Nối AA’, BB’ cắt nhau tại O
+ Nối OK được vị trí thấu kính
+ Kẻ xy vuông góc OK tại O
+ Kẻ BI ∥ xy; Nối IB’ cắt xy tại F’
+ Lấy F đối xứng với F’ qua OK.
b, Giả sử ta đã vẽ xong đường truyền của
tia sáng ( 2 ) như hình vẽ.
* Căn cứ lí thuyết
Ta kéo dài tia sáng ( 1 ) cắt trục chính
xy tại S và ta coi tia sáng ( 1 ) xuất phát
từ nguồn sáng điểm S.Ta dựng ảnh S’
của S qua thấu kính như hình vẽ
Qua O ta dựng trục phụ Ox
1
∥ SI cắt IS’ tại
F
1
’ là tiêu điểm phụ của Ox
1
. Từ F
1
’ dựng mặt
phẳng tiêu diện vuông góc với xy cắt xy tại F’

là tiêu điểm chính của thấu kính.
Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc
15
F’
F
A
B
A’
B’
O
I
K
F
1
’
F
’
O
F
I
S
S’
F
1
’’
( 1 )
( 2 )
X
1
X

2
x
y
I’
Chuyờn : Mt s dng bi tp v thu kớnh
Do phng ca tia ti ( 1 ) xa trc chớnh hn phng ca tia lú tng ng
nờn thu kớnh ó cho l thu kớnh hi t.
K trc ph Ox
2
song song vi tia sỏng ( 2 ) ct mt phng tiờu din ti
F
1
l tiờu im ph ca trc ph Ox
2
vy tia lú ca tia sỏng ( 2 ) i qua F
1
nờn
ta ni I vi F
1
ta c ng truyn ca tia sỏng ( 2 ) cn v.
* Cỏch dng
+ Kộo di tia sỏng ( 1 ) ct xy ti S; kộo di tia lú ca tia sỏng ( 1 ) ct
xy ti S.
+ V ng Ox
1
SI ct IS ti F
1
; dng mt phng tiờu din qua F
1

v vuụng gúc vi xy
+ V trc ph Ox
2
tia sỏng ( 2 ) ct mt phng tiờu din ti F
1
.
Ni IF
1
ta c tia lú ca tia sỏng ( 2 ) cn v.
3.4: Vớ d 4:(Trớch bi
Cs4/27
tp trớ Vt lý & Tui tr)
Trong hình vẽ sau, xy là trục chính của một thấu kính, A là điểm sáng,
A

là ảnh
của A qua thấu kính,
F

là tiêu điểm ảnh của thấu kính.
a) Bằng phép vẽ hãy xác định vị trí quang tâm O, tính chất ảnh và loại thấu
kính.
b) Cho
cmFA 5,3=

;
cmAF 5,4=

. Tính tiêu cự của thấu kính (không dùng
công thức thấu kính).

H ng d n gi i:
a) Ta phải xét hai trờng hợp: thấu kính hội tụ và thấu kính phân kỳ.
- Đối với thấu kính hội tụ thì
A

là ảnh thật.
- Đối với thấu kính phân kỳ thì
A

là ảnh ảo.
Giải sử ta đã dựng đợc thấu kính nh hình vẽ:
Đối với cả hai thấu kính ta luôn có:
AA
OA
OA
FA
A
OA
IA
FA
OFAI
OA
FA
IA
FA
FFIO


=

=





=




Â
//
//
1
1
1
1
(1)

AAFAOA



=


2
Từ đó suy ra cách dựng quang tâm O nh sau: Qua
A

kẻ đờng vuông góc với
AA

. Trên đó lấy 2 điểm M, N nằm ở hai phía khác nhau với:
AAMA

=

và
FANA

=

Đờng tròn đờng kính MN cắt
xy
tại
1
O
và

2
O
. Khi đó
1
O
là quang tâm của thấu
kính hội tụ,
2
O
là quang tâm của thấu kính phân kỳ cần dựng.
Giỏo viờn: Bựi Vn Hc - Trng THCS Yờn Lc
16
x
A F A
y
I
A A
O F
F
1
A
I
F
1
F A
O
Chuyờn : Mt s dng bi tp v thu kớnh
Chứng minh: Thật vậy theo cách dựng ta đợc
MNO
1

vuông tại
AOO

11
,
lại là đ-
ờng cao nên:
MANAAO



=

2
1
AAFAAO



=


2
1
đúng với (1).
Chứng minh tơng tự với
2
O
.

b) Từ (1)
AAFAOA



=


2
( )
6365,45,35,4
2
=

=+=

OAOA
- Với thấu kinh hội tụ
1
O
ta có:
( )
cmFAOAFO 5,15,46
11
==



=

( )
cmf 5,1=
- Với thấu kính phân kỳ
2
O
ta có:
( )
cmFAAOFO 5,105,46
22
=+=

+

=

( )
cmf 5,10=
3.5: Vớ d 5:(Trớch bi
CS4/38
. tp trớ Vt lý & Tui tr)
Trên hình vẽ, S là nguồn sáng điểm và
1
S
là ảnh của nó qua thấu kính hội tụ, F
là tiêu điểm vật của thấu kính. Biết
lSF =
và
LSS =
1
. Xác định vị trí của thấu

kính và tiêu cự của thấu kính. Chú ý: không sử dụng công thức thấu kính.
H ng d n gi i:
Giả sử ta đã dựng đợc ảnh thật
1
S
nh hình vẽ:
Ta có:
1
2
1
1
1
11
1
1
.
//
//
SSSFSO
SS
SO
SO
SF
SS
SO
SI
SF
ISOF
SO
SF

SI
SF
FFIO
==







=
=
(1)
Với
1
S
là ảnh ảo của S, vẽ hình và chứng minh tơng tự, ta cũng đợc kết quả nh
trên.
Suy ra cách dựng quang tâm O nh sau: Qua S kẻ đờng vuông góc với
1
SS
. Trên
đó lấy 2 điểm M, N nằm ở 2 phía khác nhau sao cho
.,
1
SFSNSSSM ==
Đờng tròn đờng kính MN cắt trục chính tại
1
O

và
2
O
. Khi đó
1
O
là quang tâm
của thấu kính khi
1
S
là ảnh thật,
2
O
là quang tâm của thấu kính khi
1
S
là ảnh ảo.
Chứng minh: Thật vậy, theo cách dựng ta đợc
MNO
1

vuông tại
1
O
,
SO
1
là đờng
cao nên:
LlSNSMSO == .

2
1
LlSO =
1
Lại có
lLlflLlFSSOFO ===
11
Vậy thấu kính có tiêu cự
lLlf =
Trờng hợp
1
S
là ảnh ảo, ta đợc kết quả
lLlf +=
(Bạn đọc tự chứng minh)
Giỏo viờn: Bựi Vn Hc - Trng THCS Yờn Lc
17
S

F
S
1
O
1
S
1
F
O
2
S

M
N
O S
1
S
I
F
1
1
F
O
1
A
F
O
2
A
M
N
x y
Chuyờn : Mt s dng bi tp v thu kớnh
3.6: Vớ d 6:(Trớch bi
CS4/9
. tp trớ Vt lý & Tui tr)
Một thấu kính hội tụ L có trục chính là xy, quang tâm O.
Một nguồn sáng điểm S chiếu vào thấu kính, IF và KJ là
hai tia ló ra khỏi thấu kính. F là tiêu điểm.
Hãy xác định vị trí của S.Cho
cm1OI =
,

cm2OK =
.
H ng d n gi i:
Dựng ảnh để xác định vị trí của nguồn S: Vì F là tiêu
điểm nên tia ló IF có tia tới song song với trục chính.
F là tiêu điểm phụ mà tia KJ đi qua. Kẻ trục phụ OF.
Tia ló KJ có tia tới song song với trục phụ OF.
Hai tia tới của hai tia ló IF và KJ cắt nhau tại S. Đó là vị trí nguồn S.
cmtgOIOFf 33160
0
====
.
Tam giác HKF là tam giác vuông cân nên
3' == HKHF
, vậy
)32('' +=+= HFHFFF
cm.
SIK


'FOF

32
3
3
''
+
===
FF
FO

IKSI
FF
FO
IK
SI

32
3
3
+
= SI
cm.
Vậy nguồn S cách thấu kính là
32
33
+
cm và cách trục chính thấu kính là 1cm.
3.7: Vớ d 7:(Trớch thi HSG Tnh Vnh Phỳc 2009 - 2010)
Thu kớnh hi t cú cỏc tiờu im F v F ó bit. t mt vt phng nh
AB vuụng gúc vi trc chớnh ca thu kớnh sao cho im A nm trờn trc chớnh
v cỏch quang tõm thu kớnh mt khong OA= a, qua thu kớnh cho nh ca AB
cao gp ba ln AB.
Dựng cỏch v ng i ca cỏc tia sỏng qua thu kớnh, hóy xỏc nh nhng v trớ
cú th t vt AB tha món iu kin ca bi toỏn, t ú hóy dng vt v
dng nh tng ng vi nú.
Hng dn gii:
Phõn tớch:
khi AB dch chuyn li gn hay ra xa thu kớnh thỡ qu tớch cỏc im B nm
trờn 1 ng thng c nh xy // trc chớnh, cỏch thu kớnh 1 khong h = OI =
AB = khụng i.

* Nu nh ca AB l tht thỡ A

B

ngc chiu vi AB v B

nm trờn ng
thng x
1
y
1
// trc chớnh, khỏc phớa vi xy v cỏch trc chớnh 1 khong h
1
= OI
1
=
A

B

= 3h.
* Nu nh ca AB l o thỡ A

B

cựng chiu vi AB v B

nm trờn ng
thng x
2

y
2
// trc chớnh, cựng phớa vi xy v cỏch trc chớnh 1 khong h
2
= OI
2
=
A

B

= 3h.
Nhn thy: xy tia ti // vi trc chớnh xut phỏt t B.
Giỏo viờn: Bựi Vn Hc - Trng THCS Yờn Lc
18
60
0
I
H
y
O
K
L
x
45
0
F
J
F

S M
60
0
I
J
y
O
K
L
x
45
0
F

Hình 2
Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính
x
1
y
1
≡ tia ló // với trục chính ứng với tia tới từ B đi qua F.
x
2
y
2
≡ tia ló // với trục chính ứng với tia tới từ B có đường kéo dài
qua F.
• Từ đó suy ra cách dựng: Dựng 3 đường thẳng xy, x
1
y

1,
x
2
y
2
// với trục chính và
cách trục chính những khoảng h và 3h, cắt thấu kính tại các điểm I, I
1
, I
2
(h là
bất kỳ - xem hình vẽ).
• Nối I
1
F kéo dài cắt xy tại B(1), nối I
2
F kéo dài cắt xy tại B(2).
Dựng AB(1) và AB(2) bằng cách từ các điểm B hạ đường vuông góc với trục
chính.
• Nối I F
’
và kéo dài về cả 2 phía cắt x
1
y
1
và x
2
y
2
tại B’ và B”, ta dựng được 2

ảnh tương ứng, trong đó A
’
B
’
là thật (ứng với AB ngoài F), A
’’
B
’’
là ảo (ứng với AB
trong F )
• Dựng vật và ảnh hoàn
chỉnh (xem hình vẽ dưới)
4) Bài tập vận dụng:
Bài 1:(Trích bài 42-43.2 sách bài tập Vật lý 9)
Cho biết là trục chính của một thấu kính, S là
điểm sáng, S’ là ảnh của S tạo bởi thấu kính đó.
a, S’ là ảnh thật hay ảnh ảo?
b, Vì sao em biết thấu kính đã cho là thấu kính hội tụ? Bằng phép vẽ hãy
xác định quang tâm O, hai tiêu điểm F và F’ của thấu kính đã cho.
Bài 2:(Trích bài 42-43.3 sách bài tập Vật lý 9)
Trên hình bên có vẽ trục chính , quang tâm O
Hai tiêu điểm F, F’ của một thấu kính , hai tia ló 1,2
Cho ảnh S’ của điểm sáng S.
a, Vì sao em biết thấu kính đã cho là
thấu kính hội tụ ?
b, Bằng phép vẽ, hãy xác định điểm sáng S
Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc
19
S’
S

F
( 1
)
O
F’
S’
( 2
)
F
F’
B”
Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính
Bài 3:(Trích bài 44-45.2 sách bài tập Vật lý 9)
Cho biết là trục chính của một thấu kính, S là
điểm sáng, S’ là ảnh của S tạo bởi thấu kính đó.
a, S’ là ảnh thật hay ảnh ảo? Vì sao?
b, Thấu kính đã cho là hội tụ hay phân kì?
c, Bằng phép vẽ hãy xác định quang tâm O, tiêu điểm F và F’ của thấu
kính đã cho.
Bài 4:(Trích bài 44-45.3 sách bài tập Vật lý 9)
Trên hình bên có vẽ trục chính , quang tâm O
Hai tiêu điểm F, F’ của một thấu kính , hai tia ló 1,2
của hai tia tới xuất phát từ một điểm sáng S.
a, Thấu kính đã cho là hội tụ hay phân kì ?
b, Bằng phép vẽ, hãy xác định ảnh S’ và
điểm sáng S.
Bài 5:
Trong các hình vẽ sau xy là trục chính, AIB là đường đi của tia sáng
truyền qua thấu kính.
a. Hãy xác định loại thấu kính. Giải thích

b. Định các điểm O, F’, F bằng cách vẽ. Nêu cách vẽ.
B i 6:à
Cho AB v A’B’ l à à vật và ảnh tạo bởi thấu
kính L; AB∥ A’B’ và có độ lớn như hình vẽ.
Hãy xác định quang tâm, tiêu điểm, loại thấu kính.
B i 7:à
Trên hình vẽ , điểm S’ là vị trí ảnh của điểm
sáng S tạo bởi một thấu kính phân kỳ mỏng. L là một
điểm nằm trên mặt thấu kính còn M là một điểm nằm
trên trục chính của thấu kính. Nêu cách dựng hình để
xác định vị trí của quang tâm và tiêu điểm của thấu
kính.
Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc
20
B
A
B
A
S
S’
( 1
)
O
F’
F
( 2
)
I
(1)
x

y
I
x
y
(2)
A
B
A’
B’
Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính
Bài 8:
Người ta tìm thấy trong ghi chép của nhà vật lí
Snell một sơ đồ quang học. Khi đọc mô tả kèm theo
thì biết được trên sơ đồ đó vẽ hai ảnh A
1
’B
1
’ và
A
2
’B
2
’ của hai vật A
1
B
1
và A
2
B
2

qua thấu kính. Hai
vật này là hai đoạn thẳng có cùng độ cao, đặt song
song với nhau, cùng vuông góc với trục chính và ở
trước thấu kính (A
1
và A
2
nằm trên trục chính của
thấu kính, B
1
và B
2
nằm về cùng một phía so với trục
chính). Độ cao hai ảnh tương ứng A
1
’B
1
’ và A
2
’B
2
’
cũng bằng nhau. Do lâu ngày nên các nét vẽ bị nhòe
và trên sơ đồ chỉ còn rõ ba điểm quang tâm O, các
ảnh B
1
’ và B
2
’ của B
1

và B
2
tương ứng. (Hình H.2)
Bằng cách vẽ hãy xác định vị trí của trục chính, của các tiêu điểm của
các vật A
1
B
1
và A
2
B
2
. Nêu rõ cách vẽ.
Bài 9:
Một sơ đồ quang học vẽ đường đi của một tia sáng
qua một thấu kính hội tụ, nhưng do lâu ngày nên nét
vẽ bị mờ và chỉ còn rõ 3 điểm A, B, M (H vẽ).
Đọc mô tả kèm theo thì thấy A là giao điểm của tia tới với tiêu diện trước,
B là giao điểm của tia ló với tiêu diện sau còn M là giao điểm của tia ló với
trục chính của thấu kính. Bằng cách vẽ hãy khôi phục lại vị trí quang tâm,
các tiêu điểm và đường đi của tia sáng.
DẠNG 2:CÁC LOẠI BÀI TẬP CÓ TÍNH TOÁN THƯỜNG GẶP
VỀ THẤU KÍNH
* Dấu hiệu nhận biết: Bài toán thường cho một vài đại lượng sau: d; f ; d’; AB
= h; A’B’ = h’…vv và yêu cầu tìm các đại lượng còn lại.
A) PHƯƠNG PHÁP CHUNG
Bước 1: Vẽ hình cho trường hợp của bài toán
Bước 2: Căn cứ vào hình vẽ, dùng bài toán phụ chứng minh công thức thấu
kính cho trường hợp của bài toán.(hoặc tìm quan hề d; d’; f)
Bước 3: Từ công thức thấu kính đã có ta có thể kết hợp với các điều kiện

khác của bài toán (nếu cần) để giải và tìm ra ẩn số của bài toán.
* Sau đây là bài toán phụ cho các trường hợp thường gặp:
1, Trường hợp vật thật cho ảnh thật qua thấu kính hội tụ.
Giả sử ta đã vẽ xong ảnh A’B’ của AB như hình vẽ
Đặt OA = d; OA’ = d’
Ta có ∆ABO ∽ ∆A’B’O (g – g)
⇒ = = (1)
Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc
21
F
’
A’
B’
O
I
F
A
B
Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính
Ta có ∆OIF’ ∽ ∆A’B’F’ (g - g)
⇒ = = = = (2)
Từ (1) và (2) ta có = ⇔ = + (*)
2, Trường hợp vật thật cho ảnh ảo qua thấu kính hội tụ.
Giả sử ta đã vẽ xong ảnh A’B’ của AB như hình vẽ
Đặt OA = d; OA’ = d’
Ta có ∆ABO ∽ ∆A’B’O (g – g)
⇒ = = (1)
Ta có ∆OKF’ ∽ ∆A’B’F’ (g - g)
= ⇔ = = (2)
Từ (1) và (2) ta có = ⇔ = - (*)

3, Trường hợp vật thật cho ảnh ảo qua thấu kính phân kỳ
Giả sử ta đã vẽ xong ảnh A’B’ của AB như hình vẽ
Đặt OA = d; OA’ = d’
Ta có ∆ABO ∽ ∆A’B’O (g – g)
⇒ = = (1)
Ta có ∆OIF ∽ ∆A’B’F (g - g)
= ⇔ = = (2)
Từ (1) và (2) ta có = ⇔ = - (*)
B)CÁC LOẠI BÀI TẬP THƯỜNG GẶP VỀ THẤU KÍNH
I) CÁC VÍ DỤ VỀ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ẢNH VÀ VẬT
1) Học sinh cần lưu ý:
Căn cứ vào bài toán phụ trên ta thấy nếu đề bài cho 2 trong ba đại lượng
có mặt trong biểu thức (*) ta luôn tìm được đại lượng còn lại và nếu biết thêm
độ lớn
Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc
22
F
/
K
B
A
B
/
A
/
O
F
/
A
B

A’
B’
I
O
F
Chuyờn : Mt s dng bi tp v thu kớnh
AB = h thỡ t (1) ta tỡm c AB = h v ngc li . Tuy nhiờn cú nhng bi
khỏ n gin thỡ ta khụng cn thc hin bc 2 m cú th ch cn s dng hai
cp tam giỏc ng dng tỡm ra n s.
2) Cỏc vớ d minh ho
2.1: Vớ d 1 ( thi HSG Tnh H Nam 2009 - 2010)
Một vật sáng nhỏ có dạng đoạn thẳng AB đặt vuông góc với trục chính của
một thấu kính hội tụ và nằm ở ngoài khoảng tiêu cự của thấu kính đó.
a) Gọi d là khoảng cách từ vật đến thấu kính, d là khoảng cách từ ảnh đến
thấu kính, f là tiêu cự của thấu kính. Hãy vẽ ảnh của vật qua thấu kính và chứng
minh công thức:
d
1
+
d
1

=
f
1
b) Đặt vật sáng trên ở một phía của thấu kính hội tụ có tiêu cự f = 20 cm,
song song với trục chính và cách trục chính một đoạn l = 20 cm. Biết các
điểm A và B cách thấu kính lần lợt là 40 cm và 30 cm. Tính độ lớn ảnh
của vật AB qua thấu kính.
Hng dn gii:

a) - Vẽ hình
- Xét hai tam giác OA
/
B
/
và OAB đồng dạng có hệ thức:
d
d
OA
OA
AB
BA
////
==
( 1 )
- Xét hai tam giác OIF
/
và A
/
B
/
F
/
đồng dạng có hệ thức:
f
fd
OF
AF
OI
BA

/
/
////

==
( 2 )
- Từ ( 1) và (2) rút ra :
f
1
d
1
d
1
/
=+
b) - Vẽ hình
- Vì OI = OF
/


tam giỏc OIF
/
vuông cân

góc OF
/
I = 45
0

góc CA
/
B
/
= 45
0


tam giỏc A
/
CB
/
vuông cân
- Tính đợc A
/
C = d
/
B
d
/
A
=
20
fd
fd
fd
fd
A
A
B

B
=



cm
- Độ lớn của ảnh :
A
/
B
/
=
( ) ( )
2
/
2
/
CBCA +
= 20
2
cm
Giỏo viờn: Bựi Vn Hc - Trng THCS Yờn Lc
23
A
B
O
.
.
B
/

A
/
F
F
/
I
A
B
O
.
.
B
/
A
/
F
F
/
I
C
d
B
d
A
d
/
A
d
/
B

Chuyên đề: Một số dạng bài tập về thấu kính
2.2: Ví dụ 2 (Đề thi HSG Tỉnh ĐẮK LẮK 2010 - 2011)
Vật sáng AB đặt vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ có tiêu cự
20cm tạo ảnh A’B’
1. Biết A’B’ = 4AB. Vẽ hình và tính khoảng cách từ vật tới thấu kính (xét 02
trường hợp: ảnh thật và ảnh ảo).
2. Cho vật AB di chuyển dọc theo trục chính của thấu kính. Tính khoảng
cách ngắn nhất giữa vật và ảnh thật của nó.
Hướng dẫn giải:
1.
* Trường hợp vật AB tạo ảnh thật:
- Vẽ hình đúng (H.1)
-
∆
A’OB’ đồng dạng
∆
AOB
⇒

A'B' OA'
AB OA
=
(1)
-
∆
OF’I đồng dạng
∆
A’F’B’
⇒
A'B' F'A' OA'- OF'

AB F'O OF'
= =
(2)
- Thay A’B’ = 4AB và OF’ = 20cm vào (1) và (2), tính
được: OA = 25cm; OA’ = 100cm
* Trường hợp vật AB tạo ảnh ảo:

- Vẽ hình đúng (H.2)
-
∆
A’OB’ đồng dạng
∆
AOB
⇒

A'B' OA'
AB OA
=

(3)
-
∆
OF’I đồng dạng
∆
A’F’B’
⇒

A'B' F'A' OA'+ OF'
AB F'O OF'
= =

(4)
- Thay A’B’ = 4AB và OF’ = 20cm vào (3) và (4), tính được:OA = 15cm; OA’ =
60cm
2 Đặt OA = d, OA’ = l – d với l là khoảng cách giữa vật và ảnh, thay vào (1) và
(2), ta được:

A'B' OA'-OF' OA' l - d -f l- d
AB OF' OA f d
= = ⇒ =

⇒
d
2
- ld + lf = 0 (*)
-
Để phương trình (*) có nghiệm :
∆
= l
2
– 4lf
≥
0
⇒
l
≥
4f
Giáo viên: Bùi Văn Học - Trường THCS Yên Lạc
24
A
B

B’
A’
F’
I
O
(H.1)
A
B
B’
A’
F’
I
O
(H.2)
Chuyờn : Mt s dng bi tp v thu kớnh
Vy l
min
= 4f = 80cm.
2.3: Vớ d 3 ( TS lớp 10 THPT chuyên Nguyễn Trãi - năm học 2008 - 2009)
Đặt một mẩu bút chì AB = 2 cm ( đầu B vót nhọn ) vuông góc với trục chính của
một thấu kính hội tụ , A nằm trên trục chính . Nhìn qua thấu kính ngời ta thấy
ảnh AB của bút chì cùng chiều với vật và cao gấp 5 lần vật .
a. Vẽ ảnh AB của AB qua thấu kính . Dựa vào hình vẽ chứng minh công thức
sau :
'
111
OAOAOF
=
Khi mẩu bút chì dịch chuyển dọc theo trục chính lại gần thấu kính thì ảnh ảo của
nó dịch chuyển theo chiều nào ? Vì sao ?

b. Bây giờ đặt mẩu bút chì nằm dọc theo trục chính của thấu kính , đầu A vẫn
nằm ở vị trí cũ, đầu nhọn B của nó hớng thẳng về quang tâm O . Lại nhìn qua
thấu kính thì thấy ảnh của bút chì cũng nằm dọc theo trục chính và có chiều dài
bằng 25cm . Hãy tính tiêu cự của thấu kính .
c. Dịch chuyển đầu A của mẩu bút chì đến vị trí khác . Gọi A là ảnh ảo của A
qua thấu kính , F là tiêu điểm vật của
thấu kính ( hình 5 ) .
Bằng phép vẽ , hãy xác định
quang tâm O và tiêu điểm ảnh
F của thấu kính . Hình 5
Hng dn gii
Xét hai cặp tam giác đồng dạng :OAB và OAB ta có :
OA
OA
AB
BA '''
=
( 1 )
FAB và FOI ta có :
FA
OF
AB
BA
AB
OI
==
''
( 2 )
=>
FA

OF
OA
OA
=
'
( 3 )
Từ hình vẽ : FA = OF OA ( 4 )
Từ (3),(4) =>
OAOF
OF
OA
OA

=
'
( 5 )
Từ (1),(5) =>
OAOF
OF
AB
BA

=
''
( 6 )
Từ (5) => OA.OF OA.OA = OA.OF =>
'
111
OAOAOF
=

( 7 )
Giỏo viờn: Bựi Vn Hc - Trng THCS Yờn Lc
25
Y
X
A'
A
F
O
B
X
Y
A
F
O
A
B
I
B'
A'
Y
X
F